Eredità non mendeliana
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120 Eredità non mendeliana un codice genetico che differisce da quello universale del DNA nucleare (Tabella 10.1). Rappresenta le vestigia del genoma degli antichi batteri entrati in simbiosi con il progenitore delle cellule eucariotiche alcuni miliardi di anni fa. A testimonianza della sua origine batterica, il mtDNA possiede alcune caratteristiche simili a quelle dei genomi procariotici. È costituito da una molecola circolare di 16.569 pb ed è privo di istoni. Esso contiene 37 geni, 13 per subunità della catena respiratoria, 2 per RNA ribosomali e 22 per tRNA; vi è una sola regione regolatoria non codificante (d-loop), mentre non vi sono introni. Inoltre, il tasso di mutazioni spontanee del mtDNA è 17 volte più elevato di quello del DNA nucleare. Il mtDNA dipende dal nDNA per la sua replicazione e per la sua trascrizione in mRNA, mentre per quanto riguarda la sintesi proteica, tRNA e rRNA sono codificati nel mitocondrio, invece le proteine associate ai ribosomi e le amminoacil-tRNA sintetasi sono di origine nucleare. La biogenesi della CR richiede perciò la cooperazione coordinata di due distinti genomi (Tabella 10.2). Tabella 10.1 Genoma nucleare e genoma mitocondriale nDNA mtDNA Dimensioni 3,3 Gb 16,5 kb N° copie/cellula 2 >100 Cromosomi 23 1 Struttura dei cromosomi Lineare Circolare Cromatina Sì No Geni 20.000 37 Introni Sì No Sequenze codificanti 2% 90% Tasso di mutazione spontanea 2,5×10–8 per base per generazione ~2,7×10–5 per base per generazione Codice genetico Universale Mitocondriale Tabella 10.2 Geni nucleari e mitocondriali implicati nella biogenesi della catena respiratoria mtDNA nDNA 7 Subunità del complesso I Otre 60 subunità dei complessi I, III, IV, V 1 Subunità del complesso III Complesso II e citocromo c 3 Subunità del complesso IV Fattori di assemblaggio 2 Subunità del complesso V DNA polimerasi ␥ e proteine necessarie alla replicazione (elicasi, etc.) 22 tRNA RNA polimerasi e proteine necessarie alla trascrizione 2 rRNA Fattori implicati nella sintesi proteica Enzimi per la biosintesi del coenzima Q Enzimi per il metabolismo nucleotidico Proteine che regolano la dinamica mitocondriale Altri
